CN108403206A - 一种基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，包括无线传输装置、陀螺仪、监控系统、照明装置、治疗臂部分、移动部分和远程端；陀螺仪可进行动态检测，其测量精度比较高，位置信息调节完毕之后，机器人底座底部的第二旋转台以及滚珠和齿动机构是用来移动机器人底座，实现平面位置的调节；智能处理系统控制压力罐内的压力，将压力罐内的药液压至注射头处完成注射，特别的是在注射头的附近有流量检测装置，可用来控制药液的流量；本发明的液氮治疗皮肤用机器人可进行动态位置的检测和固定，提高了治疗精度；同时可进行无线信号传输，实现远程控制，药液的注射更加精确，全程可实现智能化操作，具有很强的创造性。

Description

一种基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人。

背景技术

机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。液氮冷冻治疗是指近代治疗学领域中的一门新技术，可以通过极速的冷冻杀死病毒，患有严重的寒冷性荨麻疹的人不能使用这个方法治疗，液氮冷冻治疗是一种冷冻生物学的综合效应，正常细胞在极度冷冻的状态下，会发生不可逆转的损害，它就是通过极度冷冻的状态下，将病区细胞迅速杀死，使得病区得到正常的恢复，一般用来治疗瘊子、鸡眼、疣、神经性皮炎以及皮肤病等。在专利号为CN201310170785的专利文件中，公开了一种医用机器人系统，该医用机器人系统包括：基座，包括床 ；至少一个运动单元，支撑在基座上，以在床的纵向上运动，并在床的宽度方向上延伸 ；安装单元，设置在所述运动单元上，以在所述宽度方向上运动，并允许医疗器具安装在安装单元上。上述专利的运动单元可支撑在基座上，以沿着一部分不水平的运动路径在纵向上运动。 所述运动单元的运动路径包括第一路径、第二路径和第三路径。 第一路径和第二路径可分别对应于患者的上身和下身，并且第一路径和第二路径相对于床的高度不同。 第三路径倾斜并连接第一路径和第二路径

但是，缺少一个智能控制，且功能齐全的机器人去解决，现在液氮冷冻治疗一般都是医生或者个人直接手动将液氮置于患处皮肤，完全凭借医生或者个人的经验来操作，经常有损伤正常皮肤情况，并且效率比较低的问题，为此，本发明提供一种液氮治疗皮肤的医用机器人。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，本发明的液氮治疗皮肤用机器人可进行动态位置的检测和固定，提高了治疗精度。同时可进行无线信号传输，实现远程控制，药液的注射更加精确，全程可实现智能化操作。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，包括液氮罐、机器人底座、机器人躯干和智能处理系统，所述液氮罐设置在所述机器人躯干中，所述机器人躯干设置在所述机器人底座上，所述智能处理系统设置在所述机器人躯干中，其特征在于：包括无线传输装置、陀螺仪、监控系统、照明装置、治疗臂部分、移动部分和远程端，所述治疗臂部分设置在所述机器人躯干的一侧，所述移动部分设置在所述机器人底座的底部，所述陀螺仪设置在所述治疗臂部分上，所述照明部分设置在所述机器人躯干上并与所述治疗臂部分位于同一侧，所述监控系统与所述智能处理系统电性连接，所述远程端通过所述无线传输装置与所述智能处理系统相连，所述照明装置和治疗臂部分均连接有电源模块。

优选的，所述治疗臂部分包括第一节臂、第二节臂、转动部分、治疗部分和第一旋转台，所述第二节臂一端通过所述第一节臂与所述机器人躯干相连，另外一端通过所述第一旋转台与所述治疗部分相连，所述监控系统设置在所述治疗部分上。

优选的，所述旋转部分包括电机、安装头和旋转头，所述治疗部分包括压力罐和注射头，所述电机通过电机支架与所述安装头相连，所述电机输出轴与所述旋转头相连，所述第二节臂与所述旋转头转动相连，所述注射头与所述压力罐相连，所述压力罐设置在所述第二节臂的顶端，所述电机与所述智能处理系统相连。

优选的，所述移动部分包括滚珠和齿动机构，所述滚珠和齿动机构均设置在第二旋转台的底部，所述第二旋转台设置在所述机器人底座的底部，所述齿动机构与所述智能处理系统相连。

优选的，所述无线传输装置为光纤传输，所述光纤传输在IC2的输出端加了上拉电阻R1、在IC4的输出端加了上拉电阻R2，IC3、IC10和IC11是比较器，IC7是单稳触发电路由输入端下降沿触发，输出EN平时为“0”，当IC7的输入端出现一个下降沿时，其输出端将出现一个持续时间大约1000us的“1”状态，然后恢复为“0”，IC7的输出信号EN通过控制IC2、IC4、IC5和IC6来控D+、D-的“收/发”状态，由于EN平时为“0”，所以平时允许接收D+和D-，而禁止发送信号到D+和D-上。

优选的，所述光纤传输平时闲置状态时D+为逻辑“1”、D-为逻辑“0”，所以IC1、IC2的输出为“1”，IC3、IC4的输出为“1”，输出激光强度为“暗”，当激光强度为“暗”时，对方电路的激光接收器并经过对方电路的IC9后的输出为VP=“1”、VM=“0”，一旦USB开始传输数据，则D+和D-的信号逻辑状态发生变化，全速USB的信号状态变化为：D+由“1”变成为“0”，D—由“0”变成为“1”，上位机的USB信号状态先出现变化，此时IC1和IC2的输出仍然为“1”，IC3和IC4的输出变成为“0”，激光发射二极管将由“暗”变成为“全亮”，“全亮”的激光通过光纤传到对方电路的激光接收管，对方电路的VP由“1”变为“0”，VM 由“0”变为“1”。

优选的，所述照明装置包括照明灯和万向软管，所述照明灯通过所述万向软管与所述机器人躯干相连，所述监控系统包括监控摄像和信号传输。

优选的，所述陀螺仪外框架被锁定;电路中S2因为铰链触动其刀处于N.O.，而S3刀处于N.C.，仪器经过充分预热，要进入测量时，必须先对陀螺仪器进行解锁，当手扳动控制箱“解锁”开关不动时，一个解锁命令发送到了Q1，使Q1的D端对地导通，K1吸合；)M2输入端电压通过下面回路产生:28VDC→K123→K128→E12→S22N.C.→S22C→E6→E11→M2→E8→S32C→S32N.O.→E9→28VDC；该回路给M2提供的电压为零，相当M2断电了。

优选的，还包括显示屏和操作台，所述显示屏和操作台均与所述智能处理系统相连，所述显示屏和操作台均设置在所述机器人躯干上。

本发明的有益效果：

1.本发明的陀螺仪可进行动态检测，其测量精度比较高，位置信息调节完毕之后，机器人底座底部的第二旋转台以及滚珠和齿动机构是用来移动机器人底座，实现平面位置的调节。

2.智能处理系统控制压力罐内的压力，将压力罐内的药液压至注射头处完成注射，特别的是在注射头的附近有流量检测装置，可用来控制药液的流量；本发明的液氮治疗皮肤用机器人可进行动态位置的检测和固定，提高了治疗精度。

3.同时可进行无线信号传输，实现远程控制，药液的注射更加精确，全程可实现智能化操作，具有很强的创造性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的主视方向的结构示意图；

图2是本发明的俯视方向的结构示意图；

图3是本发明的底视方向的结构示意图；

图4是本发明的光纤传输原理图；

图5是本发明的陀螺仪原理示意图；

图中的标号分别代表：

1、机器人底座；2、机器人躯干；3、万向软管；4、照明灯；5、操作台；6、显示屏；7、无线传输装置；8、第二节臂；9、安装头；10、电机；11、压力罐；12、注射头；13、第二旋转台；14、齿动结构；15、滚珠。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示的一种基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，包括液氮罐、机器人底座1、机器人躯干2和智能处理系统，液氮罐设置在机器人躯干2中，机器人躯干2设置在机器人底座1上，智能处理系统设置在机器人躯干2中，还包括无线传输装置7、陀螺仪、监控系统、照明装置、治疗臂部分、移动部分和远程端，治疗臂部分设置在机器人躯干2的一侧，移动部分设置在机器人底座1的底部，陀螺仪设置在治疗臂部分上，照明部分设置在机器人躯干2上并与治疗臂部分位于同一侧，监控系统与智能处理系统电性连接，远程端通过无线传输装置7与智能处理系统相连，照明装置和治疗臂部分均连接有电源模块。

治疗臂部分包括第一节臂、第二节臂8、转动部分、治疗部分和第一旋转台，第二节臂8一端通过第一节臂与机器人躯干2相连，另外一端通过第一旋转台与治疗部分相连，监控系统设置在治疗部分上。

旋转部分包括电机10、安装头9和旋转头，治疗部分包括压力罐11和注射头12，电机10通过电机10支架与安装头9相连，电机10输出轴与旋转头相连，第二节臂8与旋转头转动相连，注射头12与压力罐11相连，压力罐11设置在第二节臂8的顶端，电机10与智能处理系统相连。

移动部分包括滚珠15和齿动机构14，滚珠15和齿动机构14均设置在第二旋转台13的底部，第二旋转台13设置在机器人底座1的底部，齿动机构14与智能处理系统相连。

无线传输装置7为光纤传输，光纤传输在IC2的输出端加了上拉电阻R1、在IC4的输出端加了上拉电阻R2，IC3、IC10和IC11是比较器，IC7是单稳触发电路由输入端下降沿触发，输出EN平时为“0”，当IC7的输入端出现一个下降沿时，其输出端将出现一个持续时间大约1000us的“1”状态，然后恢复为“0”，IC7的输出信号EN通过控制IC2、IC4、IC5和IC6来控D+、D-的“收/发”状态，由于EN平时为“0”，所以平时允许接收D+和D-，而禁止发送信号到D+和D-上。

光纤传输平时闲置状态时D+为逻辑“1”、D-为逻辑“0”，所以IC1、IC2的输出为“1”，IC3、IC4的输出为“1”，输出激光强度为“暗”，当激光强度为“暗”时，对方电路的激光接收器并经过对方电路的IC9后的输出为VP=“1”、VM=“0”，一旦USB开始传输数据，则D+和D-的信号逻辑状态发生变化，全速USB的信号状态变化为：D+由“1”变成为“0”，D—由“0”变成为“1”，上位机的USB信号状态先出现变化，此时IC1和IC2的输出仍然为“1”，IC3和IC4的输出变成为“0”，激光发射二极管将由“暗”变成为“全亮”，“全亮”的激光通过光纤传到对方电路的激光接收管，对方电路的VP由“1”变为“0”，VM 由“0”变为“1”。

照明装置包括照明灯4和万向软管3，照明灯4通过万向软管3与机器人躯干2相连，监控系统包括监控摄像和信号传输。

陀螺仪外框架被锁定;电路中S2因为铰链触动其刀处于N.O.，而S3刀处于N.C.，仪器经过充分预热，要进入测量时，必须先对陀螺仪器进行解锁，当手扳动控制箱“解锁”开关不动时，一个解锁命令发送到了Q1，使Q1的D端对地导通，K1吸合；)M2输入端电压通过下面回路产生:28VDC→K123→K128→E12→S22N.C.→S22C→E6→E11→M2→E8→S32C→S32N.O.→E9→28VDC；该回路给M2提供的电压为零，相当M2断电了。

还包括显示屏6和操作台5，显示屏6和操作台5均与智能处理系统相连，显示屏6和操作台5均设置在机器人躯干2上。

本发明设置无线传输装置7，利用光纤作为传输载体，并通过无线路由器实现无线传输，无线路由器一般都支持专线xdsl/ cable、动态xdsl、pptp四种接入方式，它还具有其它一些网络管理的功能，如dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤、动态域名等功能，可增加数据传输的稳定性以及安全性。

设置陀螺仪，陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，当光束在一个环形的通道中前进时，如果环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时，在不同的前进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化，如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度，测得的数据可以通过智能处理系统进行治疗部分精确位置的动态显示。

无线传输装置7平时闲置状态（Idle）时D+为逻辑“1”、D-为逻辑“0”，所以IC1、IC2的输出为“1”，IC3、IC4的输出为“1”，输出激光强度为“暗”。当激光强度为“暗”时，对方电路的激光接收器并经过对方电路的IC9后的输出为VP=“1”、VM=“0”。一旦USB开始传输数据，则D+和D-的信号逻辑状态发生变化。全速USB的信号状态变化为：D+由“1”变成为“0”，D—由“0”变成为“1”。上位机的USB信号状态先出现变化，此时IC1和IC2的输出仍然为“1”，IC3和IC4的输出变成为“0”。激光发射二极管将由“暗”变成为“全亮”。“全亮”的激光通过光纤传到对方电路的激光接收管。对方电路的VP由“1”变为“0”，VM 由“0”变为“1”。对方电路的VP由“1”变为“0”就是说这个VP产生了一个下降沿，从而触发了对方电路的IC7，使IC7的输出EN由“0”变为“1”并且保持“1”大约1000us（然后又恢复为“0”）。对方电路的VM由“0”变为“1”从而使对方电路的USB信号由禁止发送（EN=“0”）变为禁止接收（EN=“1”）。此时对方电路的VP和VM可以通过对方电路的IC5和IC6传给对方电路的D+和D-，从而使上位机的USB信号在1000us内通过光纤传到对方电路（即：下位机）的D+和D-线上。在这1000us内可以过光纤传输三种D+和D—状态： ①、 D+为“1”且D-为“0”（代表闲置状态以及数据“1”）②、 D+为“0”且D-为“1”（代表数据“0”）③、D+为“0”且D-为“0”（代表数据传输结束标志）。这三种状态可以表达USB信号的所有状态（D+为“1”且D-为“1”的状态是禁止的）。在大约1000us的时间内，恰好上位机向下位机传输一帧USB数据完毕，并且等待下位机回传应答信号。1000us结束后，下位机的IC7的输出EN恢复为“0”，此时下位机的USB数据状态先变化。 下位机的USB数据传输到上位机的过程与前面描述的上位机的USB数据传输到下位机的过程原理完全一样，其传输过程更加精准可自锁。

在医生进行治疗的时候，通过输入装置进行智能处理系统参数的设定，参数可以包括治疗部分的位置信息，以及注射量的设定等，在设置成功之后，智能处理系统会控制电机10旋转，配合陀螺仪的检测达到合适的旋转角度时候，自动停止旋转，此时治疗部分的高度位置固定，可通过智能处理系统进行控制第一旋转台旋转，进行确定空间角度信息，陀螺仪可进行动态检测，因此其测量精度比较高。

位置信息调节完毕之后，机器人底座1底部的第二旋转台13以及滚珠15和齿动机构14是用来移动机器人底座1，移动的时候智能处理系统控制第二旋转台13旋转至合适的位置，利用齿动机构14提供动力带动滚珠15移动，实现平面位置的调节。

智能处理系统控制压力罐11内的压力，将压力罐11内的药液压至注射头12处完成注射，特别的是在注射头12的附近有流量检测装置，可用来控制药液的流量。

本发明的液氮治疗皮肤用机器人可进行动态位置的检测和固定，提高了治疗精度，同时可进行无线信号传输，实现远程控制，药液的注射更加精确，全程可实现智能化操作，具有很强的创造性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，包括液氮罐、机器人底座、机器人躯干和智能处理系统，所述液氮罐设置在所述机器人躯干中，所述机器人躯干设置在所述机器人底座上，所述智能处理系统设置在所述机器人躯干中，其特征在于：包括无线传输装置、陀螺仪、监控系统、照明装置、治疗臂部分、移动部分和远程端，所述治疗臂部分设置在所述机器人躯干的一侧，所述移动部分设置在所述机器人底座的底部，所述陀螺仪设置在所述治疗臂部分上，所述照明部分设置在所述机器人躯干上并与所述治疗臂部分位于同一侧，所述监控系统与所述智能处理系统电性连接，所述远程端通过所述无线传输装置与所述智能处理系统相连，所述照明装置和治疗臂部分均连接有电源模块。

2.根据权利要求1所述的基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，其特征在于：所述治疗臂部分包括第一节臂、第二节臂、转动部分、治疗部分和第一旋转台，所述第二节臂一端通过所述第一节臂与所述机器人躯干相连，另外一端通过所述第一旋转台与所述治疗部分相连，所述监控系统设置在所述治疗部分上。

3.根据权利要求2所述的基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，其特征在于：所述旋转部分包括电机、安装头和旋转头，所述治疗部分包括压力罐和注射头，所述电机通过电机支架与所述安装头相连，所述电机输出轴与所述旋转头相连，所述第二节臂与所述旋转头转动相连，所述注射头与所述压力罐相连，所述压力罐设置在所述第二节臂的顶端，所述电机与所述智能处理系统相连。

4.根据权利要求1所述的基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，其特征在于：所述移动部分包括滚珠和齿动机构，所述滚珠和齿动机构均设置在第二旋转台的底部，所述第二旋转台设置在所述机器人底座的底部，所述齿动机构与所述智能处理系统相连。

5.根据权利要求1所述的基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，其特征在于：所述无线传输装置为光纤传输，所述光纤传输在IC2的输出端加了上拉电阻R1、在IC4的输出端加了上拉电阻R2，IC3、IC10和IC11是比较器，IC7是单稳触发电路由输入端下降沿触发，输出EN平时为“0”，当IC7的输入端出现一个下降沿时，其输出端将出现一个持续时间大约1000us的“1”状态，然后恢复为“0”，IC7的输出信号EN通过控制IC2、IC4、IC5和IC6来控D+、D-的“收/发”状态，由于EN平时为“0”，所以平时允许接收D+和D-，而禁止发送信号到D+和D-上。

6.根据权利要求5所述的基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，其特征在于：所述光纤传输平时闲置状态时D+为逻辑“1”、D-为逻辑“0”，所以IC1、IC2的输出为“1”，IC3、IC4的输出为“1”，输出激光强度为“暗”，当激光强度为“暗”时，对方电路的激光接收器并经过对方电路的IC9后的输出为VP=“1”、VM=“0”，一旦USB开始传输数据，则D+和D-的信号逻辑状态发生变化，全速USB的信号状态变化为：D+由“1”变成为“0”，D—由“0”变成为“1”，上位机的USB信号状态先出现变化，此时IC1和IC2的输出仍然为“1”，IC3和IC4的输出变成为“0”，激光发射二极管将由“暗”变成为“全亮”，“全亮”的激光通过光纤传到对方电路的激光接收管，对方电路的VP由“1”变为“0”，VM 由“0”变为“1”。

7.根据权利要求1所述的基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，其特征在于：所述照明装置包括照明灯和万向软管，所述照明灯通过所述万向软管与所述机器人躯干相连，所述监控系统包括监控摄像和信号传输。

8.根据权利要求1所述的基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，其特征在于：所述陀螺仪外框架被锁定;电路中S2因为铰链触动其刀处于N.O.，而S3刀处于N.C.，仪器经过充分预热，要进入测量时，必须先对陀螺仪器进行解锁，当手扳动控制箱“解锁”开关不动时，一个解锁命令发送到了Q1，使Q1的D端对地导通，K1吸合；M2输入端电压通过下面回路产生:28VDC→K123→K128→E12→S22N.C.→S22C→E6→E11→M2→E8→S32C→S32N.O.→E9→28VDC；该回路给M2提供的电压为零，相当M2断电了。

9.根据权利要求1所述的基于远程控制的液氮治疗皮肤用机器人，其特征在于：还包括显示屏和操作台，所述显示屏和操作台均与所述智能处理系统相连，所述显示屏和操作台均设置在所述机器人躯干上。